[发明专利]含菲的五元并环单元的单体和聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一类含菲的五元并环单元的单体和聚合物及其制备方法与应用。本发明以菲单元为基础，通过偶联和关环等反应扩大分子的共轭结构，提高分子的稳定性及荧光量子产率。菲单元具有较强的电子传输性能，增大共轭平面后，电子传输性能进一步加强。这种具有较好电子传输特性的单元可以弥补常见聚合物发光材料电子迁移率的不足，提高聚合物发光材料的电致发光性能。本发明所述含菲的五元并环单元的聚合物具有较高的荧光量子产率和载流子迁移率，作为发光聚合物具有较大的潜能，还可以通过聚合单元含量的调节实现不同颜色发射。这类聚合物具有很好的溶解性，可以通过旋涂、喷墨打印、印刷等溶液加工方法制备大面积薄膜。

技术领域

本发明属于有机光电领域，具体涉及一类含菲的五元并环单元的单体和聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

1990年，英国剑桥大学卡文迪许实验室首次发表利用共轭高分子PPV制备的聚合物薄膜电致发光器件，标志着聚合物发光二极管研究的开端。与蒸镀型的小分子发光二极管相比，聚合物发光二极管具有如下优势：(1)可通过溶液旋涂、卷对卷等湿法加工方式制备大面积薄膜；(2)共轭聚合物电子结构、发光颜色可以通过化学结构的改变和修饰进行调节；(3)共轭聚合物通过修饰可以避免材料结晶，从而提高器件稳定性。

聚合物发光材料是PLED器件中重要组成部分，高效率的聚合物发光材料需要同时满足以下几个条件：(1)较高的荧光量子产率；(2)高的载流子迁移率；(3)较平衡的载流子传输性能；(4)合适的能级；(5)良好的热稳定和化学稳定性。

目前常用的聚合物发光材料多为空穴传输型，这限制了聚合物发光材料的电致发光性能。因此，开发出具有较强电子传输特性能的单元有利于合成高效率的聚合物发光材料，促进聚合物发光耳机管的发展。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一类含菲的五元并环单元的单体及其聚合物。该类含菲的五元并环单元的单体具有较大的共轭平面，通过调节关环杂原子，可以得到不同载流传输特性的含菲的五元并环单元。将这类含菲的五元并环单元引入到聚合物具有较高的荧光量子产率和载流子迁移率，作为发光聚合物具有较大的潜能，还可以通过聚合单元含量的调节实现不同颜色发射的聚合物。这类聚合物具有很好的溶解性，可以通过旋涂、喷墨打印、印刷等溶液加工方法制备大面积薄膜。

本发明的另一目的在于提供上述含菲的五元并环单元的单体及其聚合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述含菲的五元并环单元的单体的聚合物在有机光电领域的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一类含菲的五元并环单元的单体，其化学结构式满足以下通式之一：

式中，R₁为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基；

X为C(R₂)₂、NR₂、O、S、SO₂或CO₂；

R₂为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。

上述一类含菲的五元并环单元的单体的制备方法，包括以下步骤：

(1)单溴9,10-菲醌先后通过格式试剂反应、消除反应、还原反应、消除反应，合成单溴化的9,10位含增溶基团的菲，用化学结构式表示如下：

R₁为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基；